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Stofftransport bei der Rektifikation von Zwei- und Dreistoffgemischen

Sehr haeufig werden fuer die Rektifikation Fuellkoerperkolonnen eingesetzt. Fuer die Dimensionierung dieser Kolonnen muss der Stoffdurchgangskoeffizient bekannt sein, der sich aus den Stoffuebergaengen auf der Dampf- und Fluessigkeitsseite berechnen laesst. Mit den hierfuer bekannten Gleichungen erhaelt man Werte, die erheblich von den gemessenen Werten abweichen. Im Labor fuer thermische Verfahrenstechnik der Technischen Fachhochschule Berlin wird an einer Versuchskolonne der Stoffdurchgang fuer Zwei- und Dreikomponentensysteme ermittelt.

Nachwuchsgruppe Globaler Wandel: Wandlungsfähige dezentrale Produktion für lokale Wirtschaftskreisläufe mit minimiertem CO2-Fußabdruck (TransProMinC), Teilprojekt 1: Apparatesysteme und Bewertung

Ziel des Teilprojekts 'Apparatesystem und Bewertung' ist es, Lösungsansätze für die Implementierung von modularen Trennapparaten in wandlungsfähige Anlagen zu finden. Wandlungsfähige Anlagen für Prozesse der chemischen Industrie stehen im Mittelpunkt des Verbundprojekts und sollen bei einem dezentralen Einsatz in lokalen Wirtschaftskreisläufen zu einer Verringerung des CO2-Fußabdrucks führen. Bisherige Forschungsarbeiten auf Apparateebene umfassen vor allem vielfältige Lösungsansätze für Reaktionsapparate und für weniger verbreitete Trennverfahren wie bspw. Kristallisation. In vielen Verfahren werden allerdings auch die Trennverfahren Absorption und Rektifikation eingesetzt, welche auf Grund der freien Grenzflächen zwischen Gas- und Flüssigphase, an denen der Wärme- und Stofftransport stattfindet, eine deutliche größere Herausforderung an die Entwicklung modularer Konzepte stellen. Diese Lücke soll im Rahmen der Forschungstätigkeiten im Teilprojekt 'Apparatesystem und Bewertung' geschlossen werden. Zugleich beteiligt sich das Teilprojekt auch an den Forschungstätigkeiten zur Bewertung des im Verbundprojekt untersuchten Gesamtansatzes. Dabei wird im Teilprojekt 'Apparatesystem und Bewertung' eine Bewertung zur Nachhaltigkeit des Gesamtansatzes durchgeführt.

Anfertigung einer Studie zu alternativen Partitionierungsmethoden, in der insbesondere das Verfahren der fraktionierten Destillation/Rektifikation auf seine Effizienz in Bezug auf die Behandlung radioaktiver Abfallstoffe untersucht wird

Ressourceneffiziente Ethanolfermentation mittels Membranbioreaktortechnologie (Ethaferm)

Die Produktion von Bioethanol aus nachwachsenden Rohstoffen (Energiepflanzen wie Mais oder Getreide, Stroh oder andere lignozellulosehaltige Biomasse) sowie geeigneten industriellen Nebenprodukten (z.B. Melasse) eröffnet die Möglichkeit, Kraftstoffe sowie Grundstoffe für die pharmazeutische und kosmetische Industrie auf eine Ressourcen schonende und umweltfreundliche Art und Weise herzustellen. Stand der Technik ist die absatzweise Fermentation sowie die anschließende Aufkonzentrierung des Ethanols mittels Rektifikation. Der Rückstand, die sog. Schlempe, muss entsorgt werden. In einigen Fällen kann sie auch als Viehfutter eingesetzt werden, wenn kurze Wege zwischen Brennerei und Landwirt bestehen. Grundlegende Nachteile sind niedrige Raum-Zeit-Ausbeuten durch reduzierte Aktivität der Biologie bei Einsetzen der sog. Produkthemmung bei etwa 10-12 Ethanol im Fermenter sowie unvollständige Substratausnutzung (ca. 20 Prozent des Substrats werden nicht genutzt), was zu hohen Umweltbelastungen führt. Diese Nachteile können durch Einsatz eines sehr ressourceneffizienten Membranbioreaktors, der in ETHAFERM entwickelt werden soll, vermieden werden.

Untersuchung der Trennleistung von verkoppelten Absorptions-Rektifikations-Wasch-Prozessen

Verkoppelte Absorptions-Rektifikations-Prozesse sind schon seit langem bei der Auswaschung von Gaskomponenten und der Rueckgewinnung von Loesungsmitteln im Einsatz. Fuer die Rueckgewinnung von Aceton aus Abluft mit Wasser wurden mathematische Modelle erstellt. Anhand einer realisierten Technikumsanlage werden diese Simulationsmodelle auf die Genauigkeit hin ueberprueft und anschliessend darauf aufbauend Strategien zur optimalen Prozessfuehrung erarbeitet und experimentell erprobt. Das Ziel des Vorhabens ist: - die Ableitung von Auslegungsvorschriften fuer solche Waschprozesse, insbesondere unter dem Aspekt der nachfolgenden rektifikativen Waschfluessigkeitsaufarbeitung und der einzuhaltenden Prozess- und Umweltschutzbestimmungen; - die Ableitung von Betriebsvorschriften, insbesondere unter dem Aspekt der sich im Lastfall aendernden Trennwirkungen.

Erstellung eines Expertensystems fuer Rektifikationssequenzen als Hilfsmittel der Prozesssynthese, insbesondere fuer die Aufarbeitung von Loesemittelgemischen

Bei der Trennung von Mehrstoffgemischen durch Rektifikation bestehen haeufig so viele Moeglichkeiten fuer die Reihenfolge der Abtrennung der einzelnen Komponenten, dass genaue Berechnungen als Grundlage zur Auswahl der optimalen Loesung ausscheiden. Erfahrene Experten sind jedoch in der Lage, einige aussichtsreiche Varianten auszuwaehlen, fuer die eine genaue Rechnung sinnvoll ist. Es ist das Ziel, dieses Wissen, programmiert als Expertensystem, Anwendern zugaenglich zu machen, die ueber keinen Experten verfuegen. Eine wichtige Anwendung ist die Rueckgewinnung von Loesemitteln aus Abluftstroemen (zB in Lackierbetrieben oder Druckereien), der aus Gruenden des Umweltschutzes steigende Bedeutung zukommt. Dabei ist eine spezifikationsgerechte Aufarbeitung der erhaltenen Loesemittelgemische Voraussetzung fuer die Wiederverwendung der Loesemittel.

Salzsaeure-Extraktiv-Rektifikation mit integrierter HF-Eliminierung

Ziel des Vorhabens ist die Errichtung einer Salzsaeure-Rektifikationsanlage. Dies geschieht nach dem Verfahrensprinzip des Noell/KRC-Salzsaeure-Gips/Schwefelsaeure-Wertstoffverfahrens fuer die kontinuierliche Gewinnung reiner 32 gew.prozentiger Salzsaeure aus Rohsalzsaeuren von Muell- und Sondermuellverbrennungsanlagen. Die Anlage wird als Ergaenzung der HCI-Absorptionsanlage in der Pilotanlage II im MHKW im Wuerzburg realisiert.

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